如圖所示，透明光學材料制成的直角三棱鏡ABD，其折射率為，一束激光從O點以入射角i=45°由空氣射入三棱鏡BD邊，在AD表面剛好發(fā)生全反射又直接從B點射出三棱鏡．已知B與O、A距離均為l，真空中光速為c，試求：
①三棱鏡頂角θ；
②激光在棱鏡中運動的時間．

【答案】分析：①先根據(jù)折射定律求出光線在BD面上的折射角，由sinC=求出臨界角C．光線在AD表面剛好發(fā)生全反射，入射角恰好等于臨界角C．再由幾何知識求出θ；
②作出光路圖，由幾何知識求出光線在棱鏡中通過的距離s，由v=求棱鏡中光速，由t=求出激光在棱鏡中運動的時間．
解答：解：①設光線在BD面上的折射角為r，由折射定律n=得
 sinr===
得r=30°
由sinC=得，臨界角C=45°
由題意，光線在AD表面剛好發(fā)生全反射，入射角恰好等于臨界角C．根據(jù)幾何知識，有
  C=θ+r
解得，θ=15° 
②作出光路圖，在Rt△OO′B中，OO′=lsinr，O′B=lcosr
則激光在棱鏡中運動的時間為t=
聯(lián)立上三式，解得，t=
答：①三棱鏡頂角θ是15°；
②激光在棱鏡中運動的時間是．
點評：本題關鍵要掌握折射定律n=、臨界角公式sinC=、光速公式是解題的關鍵，作出光路圖是解題的基礎．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，透明光學材料制成的直角三棱鏡ABD，其折射率為
2
，一束激光從O點以入射角i=45°由空氣射入三棱鏡BD邊，在AD表面剛好發(fā)生全反射又直接從B點射出三棱鏡．已知B與O、A距離均為l，真空中光速為c，試求：
①三棱鏡頂角θ；
②激光在棱鏡中運動的時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

 選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對應字母后的方框涂滿涂黑．如都作答，則按A、B兩小題評分．)

A．(選修模塊3-3)(12分)

(1) (4分)下列說法中正確的是              

A．當兩個分子間的距離為r0(平衡位置)時，分子力為零，分子勢能最小

B．擴散現(xiàn)象和布朗運動的劇烈程度都與溫度有關，所以擴散現(xiàn)象和布朗運動也叫做熱運動

C．第二類永動機不違反能量守恒定律，但違反了熱力學第二定律

D．自然界中與熱現(xiàn)象有關的自發(fā)的能量轉化過程具有方向性，雖然總能量守恒，但能量品質在退化

（2）(4分)如圖所示，在開口向上的豎直放置圓筒形容器內用質量為m活塞密封一部分氣體，活塞與容器壁間能無摩擦滑動，大氣壓恒為p0，容器的橫截面積為S，密封氣體的壓強是　　   ，當氣體從外界吸收熱量Q后，活塞緩慢上升d后再次平衡，在此過程中密閉氣體的內能增加      。

（3）晶須是一種發(fā)展中的高強度材料，它是一些非常細的完整的絲狀(橫截面為圓形)晶體．現(xiàn)有一根鐵(Fe)晶，直徑為d，能承受的最大拉力為F．試求剛要拉斷時原子間的作用力f．(已知鐵的密度ρ，鐵的摩爾質量M，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，忽略鐵分子間的空隙)

 

B．(選修模塊3-4)(12分)

（l）(4分)下列有關光現(xiàn)象的說法中正確的是              

 A．同種介質中，光波長越短，傳播速度越快

 B．薄膜干涉條紋可以看著是等厚線

 C．眼睛直接觀察全息照片可以看到立體圖象

D．宇航員駕駛一艘接近光速的宇宙飛船飛行時，他不能感知自身質量的增大

(2)（4分）沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時的波形如圖所示，P、Q兩個質點的平衡位置分別位于x=3.5m和x=6.5m處。在t1=0.5s時，質點P此后恰好第二次處于波峰位置；則t2=       s時，質點Q此后第二次在平衡位置且向上運動；當t3=0.9s時，質點P的位移為__    ____cm。

（3）(4分) 如圖所示，透明介質球球心位于O，半徑為R，光線DC平行于直徑AOB射到介質的C點，DC與AB的距離H=R/2，若DC光線進入介質球后經(jīng)一次反射再次回到介質球的界面時，從球內折射出的光線與入射光線平行，求介質的折射率。

 

C．(選修模塊3-5)(12分)

（1）（4分）下列說法正確的是              

A．任何一種金屬都存在一個“最大波長”，入射光波長小于這個波長，才能產(chǎn)生光電效應

B．氫原子輻射出一個光子后能量減小，核外電子的運動加速度減小

C．用電子流工作的顯微鏡比用相同速度的質子流工作的顯微鏡分辨率低

D．核力的飽和性決定了原子核太大，那一定是不穩(wěn)定的

（2）（4分）質量為m1的鋰核()俘獲一個質量為m2的質子后衰變?yōu)閮蓚�粒子，粒子質量為m3，已知光在真空中速度為c.

①寫出核反應方程                            。

②該過程中釋放的核能為ΔE =                      

 (3) （4分）在粒子散射實驗中，質量為m的粒子以初動能E0與質量M的金核發(fā)生對心碰撞。若金核初時靜止且自由，求粒子與金核間距離最近時電勢能。

 

 

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

 [選做題]本題包括A、B、C三個小題，請選定其中兩題，并在相應的答題區(qū)域內作答。若三題都做，則按A、B兩題評分。

A．（選修模塊3—3）（12分）

  （1）以下說法正確的是           。

    A．滿足能量守恒的定律的宏觀過程都是可以自發(fā)進行的

    B．熵是物體內分子運動無序程度的量度

    C．若容器中用活塞封閉著剛好飽和的一些水汽，當保持溫度不變向下緩慢壓活塞時，水汽的質量減少，密度不變。

    D．當分子間距離增大時，分子間引力增大，而分子間斥力減小

  （2）如圖所示，由導熱材料制成的氣缸和活塞將一定質量的理想氣體封閉在氣缸內，活塞與氣缸壁之間無摩擦，活塞上方存有少量液體，將一細管插入液體，利用虹吸收現(xiàn)象，使活塞上方液體緩慢流出，在些過程中，大氣壓強與外界的溫度均保持不變，下列各個描述理想氣體狀態(tài)變化的圖像中與上述過程相符合的是            圖，該過程為       過程（選填“吸熱”、“放熱”或“絕熱”）
 
   （3）如圖，一集熱箱里面封閉著一定量的氣體，集熱板作為箱的活塞且始終正對著太陽，其面積為S，在t時間內集熱箱里氣體膨脹對牙做功的數(shù)值為W，其內能增加了△U，不計封閉氣體向外散的熱，已知照射到集熱板上太陽光的能量為50%被箱內氣體吸收，求：

       ①這段時間內的集熱箱里氣體共吸收的熱量；

②太陽光照在集熱板單位面積上的輻射功率。

 

B．（選修模塊3—4）（12分）

  （1）下列說法中正確的是       

    A．散光比自然光的相干性好

    B．紫外線在水中的傳播速度大于紅外線在水中的傳播速度

    C．在“探究單擺周期與擺長的關系”實驗中，測量單擺周期應該從小球經(jīng)過最低點開始計時，以減小實驗誤差

    D．接收電磁波時首先要進行調頻

  （2）如圖所示，一個半徑為R的透明圓柱體放置在水平面上，一束藍光從A點沿水平方向垂直于左表面射入柱體后經(jīng)B點射出，最后射到水平面上的C點。已知，該柱體對藍光的折射率為，則它從右側面射出時的出射角=   ；若將藍光換成紫色，則它從柱體射出后落到水平面上形成的光點與C點相比，位置

                    （選填“偏左”、“偏右”或“不變”）。

（3）一列橫波在某時刻的波動圖像如圖所示，從此時開始質點比質點早到達波谷。求：
 
       ①此波的傳播方向和波速大小；

②內質點通過的路程。

 

 

 

 

C．（選擇模塊3—5）（12分）

  （1）下列說法正確的是                 

    A．黑體輻射，隨著溫度的升高，一方面各種波長的輻射強度都有增加，加一方面輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。

    B．原子核越大，它的結合能越高，原子核中核子結合得越牢固。

    C．在康普頓效應中，當入射光子與晶體中的電子碰撞時，把一部分動量轉移給電子，因此光子散射后波長變長。

    D．4個放射性元素的原子核經(jīng)過一個半衰期后一定還剩下2個沒有發(fā)生衰變。
 
   （2）一群氫原子處于量子數(shù)的能級狀態(tài)，

氫原子的能級示意圖如圖，那么①該群氫

原子可能發(fā)射              種頻率的

光子。

②氫原子由的能級直接躍遷到

的能級時，輻射出的光子照射到逸出功為

的金屬鉀時能發(fā)生光電效應，由此

產(chǎn)生的光電子的最大的初動能是     

  （3）如圖所示，在水平光滑直導軌上，靜止著三個質量均為的相同小球A、B、C現(xiàn)讓A球以的速度向B球運動，A、B兩球碰撞后粘合在一起，兩球繼續(xù)向右運動并跟C球碰撞，碰后C球的速度。求：
 
       ①A、B兩球碰撞后瞬間的共同速度；

        ②兩次碰撞過程中損失的總動能。

 

 

 

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科目：高中物理 來源：江蘇省南京市2010屆高三第三次模擬考試 題型：填空題

 [選做題]本題包括A、B、C三個小題，請選定其中兩題，并在相應的答題區(qū)域內作答。若三題都做，則按A、B兩題評分。

A．（選修模塊3—3）（12分）

   （1）以下說法正確的是           。

    A．滿足能量守恒的定律的宏觀過程都是可以自發(fā)進行的

    B．熵是物體內分子運動無序程度的量度

    C．若容器中用活塞封閉著剛好飽和的一些水汽，當保持溫度不變向下緩慢壓活塞時，水汽的質量減少，密度不變。

    D．當分子間距離增大時，分子間引力增大，而分子間斥力減小

   （2）如圖所示，由導熱材料制成的氣缸和活塞將一定質量的理想氣體封閉在氣缸內，活塞與氣缸壁之間無摩擦，活塞上方存有少量液體，將一細管插入液體，利用虹吸收現(xiàn)象，使活塞上方液體緩慢流出，在些過程中，大氣壓強與外界的溫度均保持不變，下列各個描述理想氣體狀態(tài)變化的圖像中與上述過程相符合的是            圖，該過程為       過程（選填“吸熱”、“放熱”或“絕熱”）
 
   （3）如圖，一集熱箱里面封閉著一定量的氣體，集熱板作為箱的活塞且始終正對著太陽，其面積為S，在t時間內集熱箱里氣體膨脹對牙做功的數(shù)值為W，其內能增加了△U，不計封閉氣體向外散的熱，已知照射到集熱板上太陽光的能量為50%被箱內氣體吸收，求：

        ①這段時間內的集熱箱里氣體共吸收的熱量；

②太陽光照在集熱板單位面積上的輻射功率。

 

B．（選修模塊3—4）（12分）

   （1）下列說法中正確的是       

    A．散光比自然光的相干性好

    B．紫外線在水中的傳播速度大于紅外線在水中的傳播速度

    C．在“探究單擺周期與擺長的關系”實驗中，測量單擺周期應該從小球經(jīng)過最低點開始計時，以減小實驗誤差

    D．接收電磁波時首先要進行調頻

   （2）如圖所示，一個半徑為R的透明圓柱體放置在水平面上，一束藍光從A點沿水平方向垂直于左表面射入柱體后經(jīng)B點射出，最后射到水平面上的C點。已知，該柱體對藍光的折射率為，則它從右側面射出時的出射角=    ；若將藍光換成紫色，則它從柱體射出后落到水平面上形成的光點與C點相比，位置

                     （選填“偏左”、“偏右”或“不變”）。

（3）一列橫波在某時刻的波動圖像如圖所示，從此時開始質點比質點早到達波谷。求：
 
        ①此波的傳播方向和波速大��；

②內質點通過的路程。

 

 

 

 

C．（選擇模塊3—5）（12分）

   （1）下列說法正確的是                 

    A．黑體輻射，隨著溫度的升高，一方面各種波長的輻射強度都有增加，加一方面輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。

    B．原子核越大，它的結合能越高，原子核中核子結合得越牢固。

    C．在康普頓效應中，當入射光子與晶體中的電子碰撞時，把一部分動量轉移給電子，因此光子散射后波長變長。

    D．4個放射性元素的原子核經(jīng)過一個半衰期后一定還剩下2個沒有發(fā)生衰變。
 
   （2）一群氫原子處于量子數(shù)的能級狀態(tài)，

氫原子的能級示意圖如圖，那么①該群氫

原子可能發(fā)射               種頻率的

光子。

②氫原子由的能級直接躍遷到

的能級時，輻射出的光子照射到逸出功為

的金屬鉀時能發(fā)生光電效應，由此

產(chǎn)生的光電子的最大的初動能是     

   （3）如圖所示，在水平光滑直導軌上，靜止著三個質量均為的相同小球A、B、C現(xiàn)讓A球以的速度向B球運動，A、B兩球碰撞后粘合在一起，兩球繼續(xù)向右運動并跟C球碰撞，碰后C球的速度。求：
 
        ①A、B兩球碰撞后瞬間的共同速度；

        ②兩次碰撞過程中損失的總動能。

 

 

 

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